2018年暖通工程师专业基础考试真题及答案.doc

发布时间：2023-11-13 发布人：admin 分类：说明书资料大小：0.19M 资料格式：doc 举报版权申诉

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一、单项选择题（共60题，每题2分，每题的备选项中，只有1个最符合题意）

2018 年暖通工程师专业基础考试真题及答案一、单项选择题（共 60 题，每题 2 分，每题的备选项中，只有 1 个最符合题意） 1. 使用公式 Q＝ΔU＋W 计算系统与外界交换热量和做功时，要求系统满足下列哪个过程？（） A. 任何过程 B. 可逆过程 C. 准静态过程 D. 边界上无功耗散过程【答案】 A 【解析】热力学第一定律基本表达式为：Q＝ΔU＋W。式中，Q 和 W 分别表示闭口系统在与外界相互作用的过程中，通过边界传递的热量和功；ΔU 为系统热力学能的变化量。热力学第一定律适用于任何过程。 2. 热力过程中的热量和功都是过程量，均具有的特性为（）。 A. 只要过程路线确定，不论是否可逆，Q 和 W 均为定值 B. 只要初始位置确定，即可计算 Q 和 W C. 一般过程中，Q＝W D. 循环过程中，【答案】 D 【解析】功和热量属于过程量，不仅与初末状态有关，还与积分路径有关。A 项，不同过程中的过程量数值不同，因此 Q 和 W 的计算与是否可逆有关。B 项，Q 和 W 的计算需要初末位置和路径。 C 项，热力学第一定律基本表达式 Q＝W＋ΔU 适用于任何过程，则一般过程中，Q＝W＋ΔU。 D 项，循环是系统经历一系列状态变化又回到初始状态的周而复始的过程，且热力学能 U 是状态参数，只取决于过程的初状态和终状态，因此经历一循环，，所以有。 3. 如果湿空气的总压力为 0.1MPa，水蒸气分压为 2.3kPa，则湿空气的含湿量约为（）。 A. 5g/kg（a） B. 10g/kg（a） C. 15g/kg（a） D. 20g/kg（a）【答案】 C 【解析】由题意可知，总压力 P＝0.1MPa＝100kPa，水蒸气分压力 Pw＝2.3kPa，则含湿量 d＝0.622Pw/ （P－Pw）＝0.622×2.3/（100－2.3）＝0.0146kg/kg（a）＝14.6g/kg（a）。计算结果与 C 项最接近。 4. 混合气体的分压力定律（道尔顿分压定律）表明，组成混合气体的各部分理想气体的参数满足下列哪项关系？（） A. p＝p1＋p2＋…＋pn B. V＝V1＋V2＋…＋Vn C. pi＝gi·ρ

D. νi＝gi·V 【答案】 A 【解析】道尔顿分压定律表述为：混合气体的总压力等于各组分气体分压力之和，即 p＝p1＋p2＋… ＋pn。 5. 活塞式压缩机留有余隙的主要目的是（）。 A. 减少压缩制气过程耗功 B. 运行平稳和安全 C. 增加产气量 D. 避免高温【答案】 B 【解析】活塞式压缩机留有余隙的主要目的是保证压缩机的安全平稳运行，防止活塞受热膨胀撞击气缸底部。而留有余隙容积后会使得压缩机容积效率减小，实际输气量低于理论输气量，而实际耗功量与理论耗功量相同。 6. 工质进行 1—2 过程，做功 50kJ/kg 和吸热 15kJ/kg；如恢复初态时，吸热 50kJ/kg，则做功（）。 A. 5kJ/kg B. 15kJ/kg C. 30kJ/kg D. 45kJ/kg 【答案】 B 【解析】由题意可得，当工质进行 1—2 过程，吸热 Q1＝15kJ/kg，做功 W1＝50kJ/kg，代入公式 Q1 ＝ΔU1＋W1，解得：ΔU1＝－35kJ/kg。由于热力学能 U 为状态参数，则当系统恢复初态时， ΔU1＋ΔU2＝0，解得：ΔU2＝－ΔU1＝35kJ/kg。工质吸热 Q2＝50kJ/kg，代入公式 Q2＝ ΔU2＋W2，则做功 W2＝Q2－ΔU2＝15kJ/kg。 7. 热力学第二定律的克劳修斯表述为：不可能把热从低温物体转移到高温物体而不产生其他变化，下述不正确的解释或理解是（）。 A. 只要有一点外加作用功，就可使热量不断地从低温物体传到高温物体 B. 要把热从低温物体传到高温物体，需要外部施加作用 C. 热从高温物体传到低温物体而不引起其他变化是可能的 D. 热量传递过程中的“其他变化”是指一切外部作用或影响或痕迹【答案】 A 【解析】热力学第二定律表述为：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他变化。因此进行逆循环时，通过消耗机械功，可以把热从低温物体转移到高温物体。此时所消耗的机械功可通过热力学第一定律求得，而不是 A 项中所说的“一点外加作用功”。热从高温物体传到低温物体为自发反应，所以可能不会引起其他变化。 8. 同样温度和总压力下，湿空气中脱除水蒸气时，其密度会（）。 A. 不变 B. 减小 C. 增大 D. 不定

【答案】 C 【解析】水蒸气摩尔质量 M 为 18g/mol，干空气平均摩尔质量 M 为 29g/mol，则湿空气中水蒸气被脱除后会使得其平均摩尔质量增大。根据公式ρ＝pM/（RT），因为温度 T 和压力 p 不变，摩尔气体常数 R 为常数，湿空气平均摩尔质量 M 增大，则密度ρ增大。 9. 设空气进入喷管的初始压力为 1.2MPa，初始温度 T1＝350K，背压为 0.1MPa，空气 Rg ＝287J/（kg·K），采用渐缩喷管时可以达到的最大流速为（）。 A. 313m/s B. 597m/s C. 650m/s D. 725m/s 【答案】 A 【解析】由题意可得，空气的绝热系数 k＝1.4，理想空气常数 Rg＝287J/（kg▪K）。当初始压力 p1＝ 1.2MPa，背压 p2＝0.1MPa，则临界压比为：临界压力 pcr＝βcrp1＝0.634MPa。由于 p2＜pcr，则该渐缩喷管出口截面的压力 pb＝pcr ＝0.634MPa。在渐缩喷管的出口截面上达到最大流速 cmax，为：由于背压 p2＞pb，则实际最大流速比计算值稍小，因此答案选择 A。 10. 氨水吸收式制冷循环中，用于制冷和吸收的分别是（）。 A. 水制冷、氨水制冷 B. 水制冷、氨制冷 C. 氨制冷、水吸收 D. 氨制冷、氨水制冷【答案】 C 【解析】吸收式制冷用两种性质不同的物质所组成的溶液作为工质。溶液中沸点较高的一种物质作为吸收剂，利用它对制冷剂蒸汽的吸收作用来完成工作循环；沸点较低的一种物质作为制冷剂，利用它的蒸发来制冷。氨水吸收式制冷循环中，氨做制冷剂，水做吸收剂。 11. 在稳态常物性无内热源的导热过程中，可以得出与导热率（导热系数）无关的温度分布通解，t＝ax＋b，其具有特性为（）。

A. 温度梯度与热导率成反比 B. 导热过程与材料传导性能无关 C. 热量计算也与热导率无关 D. 边界条件不受物理性质影响【答案】 D 【解析】 A 项，由于 gradt(→)＝（∂t/∂n）n(→)，t＝ax＋b，因此温度梯度 gradt(→)与热导率 λ无关。BC 两项，q(→)＝－λgradt(→)＝－λ（∂t/∂n）n(→)，因此导热过程除了与温度场有关，还与热导率λ有关。影响导热系数λ的主要因素是物质的种类和温度。D 项，边界条件受外界换热环境影响，而不受物理性质的影响。 12. 壁面添加肋片散热过程中，肋的高度未达到一定高度时，随着肋高度增加，散热量也增大。当肋高度超过某数值时，随着肋片高度增加，会出现（）。 A. 肋片平均温度趋于饱和，效率趋于定值 B. 肋片上及根部过余温度θ下降，效率下降 C. 稳态过程散热量保持不变 D. 肋效率ηf 下降【答案】 D 【解析】（h 为空气的对流系数；U 为肋片的周边长度；λ为肋片的导热系数； AD 两项，当 A 为截面积。）一定时，随着肋片高度增加，散热量先迅速增大，然后增量越来越小，渐趋于一渐近值。与此同时，肋片效率逐渐降低，平均温度逐渐减小。 B 项，肋片的温度是沿高度方向呈双曲线余弦函数关系逐渐降低的，而肋端过余温度在确立边界条件时就忽略了肋端的散热，因此根部过余温度不变。 C 项，散热量的公式为：当肋片高度 L 增加，散热量不断增加。 13. 通过多种措施改善壁面及流体热力特性，可以增强泡态沸腾换热，下列措施中使用最少的措施是（）。 A. 表面粗糙处理 B. 采用螺纹表面 C. 加入其他相溶成分形成多组分溶液 D. 表面机械加工，形成微孔结构【答案】 C 【解析】强化泡态沸腾换热的措施很多，目前主要措施是改变沸腾表面，以利于气泡的生成。方法有两类：①用烧结、电离沉积等物理与化学的方法在换热表面造成一层多孔结构；②用机械加工方法使换热表面形成多孔结构。ABD 三项都属于这类措施。 14. 常物性有内热源（qv＝C，W/m3）二维稳态导热过程，在均匀网格步长下，如图所示，其内节点差分方程可写为（）。

题 14 图 A. tp＝（t1＋t2＋t3＋qv/λ）/4 B. tp＝（t1＋t2＋t3＋t4）/4＋qvΔx2/（4λ） C. tp＝（t1＋t2＋t3＋t4）/4＋qvΔx2 D. tp＝（t1＋t2＋t3＋t4）/4 【答案】 B 【解析】建立热平衡关系式：λΔx（t1－tp）/Δy＋λΔy（t2－tp）/Δx＋λΔx（t3－tp）/Δy ＋λΔy（t4－tp）/Δx＋qvΔx2＝0。在均匀网格步长下，即Δx＝Δy，解得：tp＝（t1 ＋t2＋t3＋t4）/4＋qvΔx2/（4λ）。 15. 对流换热过程使用准则数及其关联式来描述换热过程参数间的关系和特性，下列说法不正确的是（）。 A. 自然对流换热采用 Nu、Gr 和 Pr 描述 B. 受迫对流换热采用 Nu、Re 和 Pr 描述 C. 湍流过程可以采用 St＝Pr2/3Cf/2 描述 D. 一般对流换热过程可以采用 Nu＝f（Re，Gr，Pr，Fo，Bi）描述【答案】 D 【解析】 AB 两项，努谢尔特准则 Nu＝hl/λ，它的数值大小反映了对流换热的强弱；雷诺准则 Re＝ ul/ν，它反映了流态对换热的影响；格拉晓夫准则 Gr＝βgl3Δt/ν2，它表示流体自由流动的运动状态对换热的影响；普朗特准则 Pr＝ν/a，它的数值大小反映了流体动量传递能力与热量传递能力的相对大小。 C 项，斯坦顿准则 St＝Nu/（Re·Pr）＝h/（ucpρ）；柯尔朋类比律 St·Pr－2/3＝Cf/2，即 St＝Pr2/3Cf/2。该式适用于 Pr＝0.5～50 的流体掠过平板时流态为层流或紊流的情况。 D 项，无相变受迫稳态对流换热，且自然对流不可忽略时，努谢尔准则 Nu 的关联式为：Nu ＝f（Re，Pr，Gr）；无相变受迫稳态对流换热，若自然对流可忽略不计，则 Nu＝f（Re，Pr）；毕渥准则 Bi 和傅里叶准则 Fo 是非稳态导热过程中的准则数。 16. 单相流体外掠管束换热过程中，管束的排列、管径、排数以及雷诺数的大小均对表面传热系数（对流换热系数）有影响，下列说法不正确的是（）。 A. 雷诺数 Re 增大，表面传热系数增大 B. 在较小的雷诺数下，叉排管束表面传热系数大于顺排管束 C. 管径和管距减小，表面传热系数增大 D. 后排管子的表面传热系数比前排高【答案】 C 【解析】管束换热的关联式为：

A 项，雷诺数 Re 增大，扰动增大，表面传热系数 h 增大。B 项，一般叉排的扰动比顺排强，因此表面传热系数 h 也较大。D 项，后排管子的表面传热系数 h 是第一排管子的 1.3～1.7 倍，因为后排管子上流体的流动被由前排管子引起的涡旋所干扰，则扰动较前排大。C 项，横向管间距 s1 和纵向管间距 s2 对表面传热系数 h 的影响是相反的，横向管间距 s1 减小，表面传热系数 h 减小；纵向管间距 s2 减小，表面传热系数 h 增大。 17. 如果要增强蒸汽凝结换热，常见措施中较少采用的是（）。 A. 增加凝结面积 B. 促使形成珠状凝结 C. 清除不凝结气体 D. 改变凝结表面几何形状【答案】 D 【解析】增强凝结换热的措施的基本途径是减小凝结液膜的厚度和加速排除凝液，常见的具体措施有：①改变表面几何特征，如壁面上开槽、挂丝等；②及时排除不凝性气体，如合理地设计管束的排列和加设抽气装置；③加速排除凝液，如使用离心力等措施；④改进表面性质，如加涂层，使之形成珠状凝结。A 项不是增强凝结换热的措施；BCD 三项中，D 项为常见措施中较少使用的。 18. 根据黑体单色辐射的普朗克定律，固体表面的辐射随波长的变化是连续的，因此，任何温度下都会辐射出所有波长的热辐射，这种说法（）。 A. 正确 B. 不正确 C. 与表面是否透明有关 D. 需要附加其他条件【答案】 B 【解析】普朗克定律揭示了黑体单色辐射力 Eb 和波长λ、绝对温度 T 之间的关系，其公式为：Eb＝f （λ，T）。最简单的反证是：不是所有温度下的物体都会发光。因此，任何温度下不会辐射出所有波长的热辐射。 19. 如图所示，二维表面（假设垂直于纸面为无限长）a 对 b 辐射的角系数 Xa，b 和 c 对 b 的角系数 Xc，b 之间的关系为（）。题 19 图 A. Xa，b＝Xc，b B. Xa，b＜Xc，b C. Xa，b＞Xc，b D. 不确定

【答案】 C 【解析】 Xb，a·Ab＝Xb，c·Ab，根据互换性 Xi，j·Ai＝Xj，a·Aj，则 Xb，a·Ab＝Xa，b·Aa， Xb，c·Ab＝Xc，b·Ac，Xa，b·Aa＝Xc，b·Ac。因为 Aa＜Ab，则 Xa，b＞Xc，b。 20. 采用ε-NTU 法进行有相变的换热器计算，如 NTU 相同，则逆流和顺流换热效能ε（）。 A. 不相等 B. 相等 C. 不确定 D. 与无相变时相同【答案】 B 【解析】效能ε与传热单元数 NTU 都是无量纲数，它们之间存在如下的函数关系：ε＝f（NTU， Cmin/Cmax）。最小热容流率 Cmin＝（qmcp）min；最大热容流率 Cmax＝（qmcp）max。因为 Cmin/Cmax 与流动方式即顺流和逆流无关，则当 NTU 相同，逆流和顺流的换热效能ε相等。 21. 如图所示的汇流叉管。已知流量 Q1＝1.5m3/s，Q2＝2.6m3/s，过流断面 3—3 的面积 A3＝0.2m2。则断面 3—3 的平均流速为（）。题 21 图 A. 3.5m/s B. 4.5m/s C. 5.5m/s D. 6.5m/s 【答案】 C 【解析】由质量守恒方程知过流断面 3—3 的流量 Q3＝Q2－Q1，则断面 3—3 的平均流速 v3＝Q3/A3 ＝（Q2－Q1）/A3＝（2.6－1.5）/0.2＝5.5m/s。 22. 某输油管层流模型试验，模型和原型采用同温度的同一种流体，模型与原型的几何比例为 1:4，则模型有关的流量应为原型油管流量的（）。 A. 1/e B. 1/4 C. 1/6 D. 1/8 【答案】 B 【解析】在模型设计时，确定对流动起决定性作用的力，选择相应的模型律，即只选择这种外力的动力相似条件。本题中，对于输油管层流实验，影响流速分布的主要因素是黏滞力，因此采用

雷诺模型律即 Rem＝Ren，可得 un/um＝dm/dn＝1/4。流量之比为：Qm/Qn＝（dm2um）/（dn2un）＝（1/4）2×4＝1/4。 23. 紊流阻力包括有（）。 A. 黏性切应力 B. 惯性切应力 C. 黏性切应力或惯性切应力 D. 黏性切应力和惯性切应力【答案】 D 【解析】流动呈现什么流态，取决于扰动的惯性作用与黏性的稳定作用的相对强弱。层流各流层间互不掺混，只存在黏性引起的各流层间的滑动摩擦阻力；紊流时则有大小不等的涡体动荡于各流层间。因此紊流阻力除了存在黏性阻力，还存在着由于质点掺混、互相碰撞所造成的惯性阻力。因此，紊流阻力包括有黏性切应力和惯性切应力。 24. 三条支管串联的管路，其总阻抗为 S，三段支管的阻抗分别为 S1、S2、S3，则下面的关系式正确的是（）。 A. S＝S1＋S2＋S3 B. 1/S＝1/S1＋1/S2＋1/S3 C. D. 【答案】 A 【解析】串联管路的计算原则为：无中途分流或合流时，各管段的流量相等，阻力叠加，总管路的阻抗等于各管段的阻抗相加，即流量 Q＝Q1＋Q2＋Q3，串联管路总损失 h＝h1＋h2＋h3，总阻抗 S＝S1＋S2＋S3。 25. 某新建室内体育场由圆形风口送风，风口 d0＝0.5m，距比赛区为 45m。要求比赛区质量平均风速不超过 0.2m/s，则选取风口时，风口送风量不应超过（紊流系数 a＝0.08）（）。 A. 0.25m3/s B. 0.5m3/s C. 0.75m3/s D. 1.25m3/s 【答案】 D 【解析】本题是在大空间中的自由射流，其圆断面射流速度衰减规律为：v2/v0＝0.23/（as/d0＋ 0.147）。由题意可得，比赛区最大平均风速 v2＝0.2m/s，紊流系数 a＝0.08，风口 d0＝0.5m，距离 s＝45m，则送风口的平均流速为：v0＝v2（as/d0＋0.147）/0.23＝0.2×（0.08×45/0.5 ＋0.147）/0.23＝6.39m/s。从而求得送风口送风量：Q＝（π/4）d02v0＝0.785×0.52×6.39 ＝1.25m3/s。 26. 强度为 Q 的源流位于 x 轴的原点左侧，强度为 Q 的汇流位于 x 轴原点右侧，距原点的距离均为 a，则流函数为（）。 A. ψ＝arctan[y/（x－a）]Q/（2π）＋arctan[y/（x＋a）]Q/（2π）

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